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16.1 从永磁体谈起
第十六章 电磁铁与自动控制
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
课时讲解
1
课时流程
2
认识磁体
认识磁场
描述磁场——磁感线
地磁场
从身边的问题出发
图中的黑板擦靠磁体吸引在黑板上；门吸靠磁体吸引而固定门。另外，你知道吗，辨别方向的指南针也是磁体。
磁体为什么可以吸引铁磁性物质？指南针又为什么可以辨别方向呢？
学会提问
从生活中熟悉的物体(黑板擦、门吸、指南针)入手，先分析这些物体的特点，然后思考它们为什么有这些特点？
知识点
认识磁体
知1－讲
1
1.通过实验探究磁体能吸引什么物质
实验步骤 分别拿塑料笔帽、铅笔芯、钢笔尖、橡皮、一元硬币靠近磁体
实验现象 磁体吸引钢笔尖、一元硬币；磁体不吸引塑料笔帽、铅笔芯、橡皮
实验分析 磁体吸引的钢笔尖是铁质物体，一元硬币是钢芯镀镍制作的
实验结论 磁体可以吸引铁、镍等物质
实验拓展 磁体还吸引钴等物质
知1－讲
思想方法
“枚举法”得出物理概念。
意义：列举出概念包括的各种类型。
(1)本节体现：磁性包括吸引铁、吸引钴、吸引镍等物质的特性。
(2)温故知新：平衡状态，也用到枚举法。平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态。
知1－讲
1. 磁性：磁体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。
磁体各部分的磁性强弱是否相同？
转换法：把磁性的有无、强弱转换为磁性的作用效果，即通过吸引铁屑的多少来体现。
知1－讲
实验操作 实验现象 实验分析 实验结论
取一些铁屑平铺到一张白纸上，把条形磁体放在上边再拿起 磁体两端吸引铁屑最多，中间几乎没有吸引铁屑 两端吸引铁屑多，磁性强；中间吸引铁屑少，磁性弱 条形磁体：两端磁性最强，中间磁性最弱
知1－讲
知识拓展
将一块磁体分成若干块小磁体，发现不论分成多少块，每一块小磁体均有两个磁极。迄今为止，科学家尚未发现单独存在一个磁极的“磁单极子”
知1－讲
2. 磁极：磁体的两端磁性最强，叫做磁极。
任何磁体都有两个磁极。磁体两极是否相同呢？
知1－讲
实验图示
实验操作 (1)取一块条形磁体，两端分别用白、黑颜色的纸包上；用一细线将磁体从中间挂起，多次拨动磁体，观察磁体静止时的指向
(2)将一个小磁针放在水平桌面上的一个支架上，用手拨动小磁针，使其旋转，观察小磁针静止时北极的指向
实验现象 条形磁体和小磁针每次静止时，总是一端指南、一端指北
知1－讲
思想方法
“规定法”得出物理概念
(1)本节体现：能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极规定为南(S)极。
(2)温故知新：电流的方向，也用到规定法。把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
知1－讲
分析解释
悬挂磁体的目的：
若把磁体放到水平面上，在它受到另一个磁体的作用而具有相对运动或相对运动的趋势时，会受到摩擦力的干扰，从而导致实验效果不明显。
知1－讲
3. 南极和北极：能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫南(S)极；指北的那个磁极叫北(N)极。
两个不同磁极间有什么相互作用规律呢？
地理的南极。
地理的北极。
知1－讲
实验图示
实验操作 将两块磁体的相同磁极靠近 将两块磁体的不同磁极靠近
实验现象 两磁极相互远离 两磁极相互靠近
实验结论 同名磁极相互排斥 异名磁极相互吸引
知1－讲
4. 磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
磁化又是一种什么现象呢？
实验现象 现象描述 现象分析
将条形磁体接触大头针，被吸引的大头针又能吸引其他大头针 被磁体吸引的大头针也具有了磁性，所以能够吸引其他大头针
知1－讲
5. 磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。能被磁化的物质叫铁磁性物质。
6. 去磁：不断敲击或放在火焰上加热已被磁化的铁钉，铁钉就会失去磁性，这个过程称为去磁。
物体被磁化后靠近该磁极的那一端与该磁极为异名磁极。
知1－讲
知识拓展
磁化的两种方法：
①接触或靠近磁体；
②用磁体的一极沿同一方向反复摩擦。
知1－讲
例 1
关于磁体，请完成下列问题。
(1)将一根条形磁体放入一堆铁屑中，取出后，如图6 甲所示，这说明条形磁体_____(填“两端”或“中间”)的吸引能力最强，这两个部位叫_____。悬挂起来的磁体(如图乙)，静止时总是一端指南，一端指北，分别叫做磁体的_____极和_____
极。任何一个磁体都有
_____个磁极。
两端
磁极
S
N
两
知1－讲
(2)如图7 甲所示，一根条形磁体摔成两段，取右边的一段靠近小磁针，小磁针静止时的指向如图7 乙所示，则右边这段磁体裂纹端的磁极是____极。如果把这段磁体沿裂纹吻合放在一起(如图甲)，这两段会相互 _____(填“吸引”或“排斥”)。
N
吸引
知1－讲
(3)如图8 所示，重为G 的小铁块在水平方向力F 的作用下，沿条形磁体的表面从N 极滑到S 极，在此过程中小铁块对磁体的压力大小变化情况是______________。
先减小后增大
知1－讲
思路导引：条形磁体两端磁性最强，中间磁性最弱；任何一个磁体都有两个磁极。
解释说明：
①磁体上磁性最强的部位是磁极；
②磁极分为南极和北极；
③南极和北极的作用规律是同斥异吸。
知1－讲
①应用磁极特点及相互作用规律解题
知2－讲
知识点
认识磁场
2
现象
现象描述 小磁针的N 极被手持磁体的S 极吸引 小磁针的N 极被手持磁体的N 极排斥 纸上均匀分布的铁屑，由于条形磁体的加入而改变分布情况
知2－讲
现象
分析 ①、②图中小磁针与手持磁体没有接触，但受到手持磁体的力的作用；③图中周围的部分铁屑与条形磁体没有接触，但受到条形磁体的力的作用。说明条形磁体周围有一种看不见、摸不着的物质，可以对周围的磁体产生磁力的作用
对比①、②两图可知，小磁针的N 极受到
力的方向不同 磁体周围的铁屑分布的疏
密不同，说明在不同位置，
铁屑受到力的大小不同
知2－讲
1. 磁场：磁体周围存在着一种看不见、摸不着的能够传递磁极间相互作用的物质，这种物质叫做磁场。
2. 磁场的性质：磁场对放入其中的磁体具有力的作用。
3. 磁场的方向：磁场是有方向的，人们把小磁针在磁场中静止时N 极所指的方向规定为这一点的磁场方向。
说明：磁场虽然看不见、摸不着，但是是一种客观真实存在的物质。
知2－讲
4. 用铁屑显示磁体周围磁场的分布
学生实验：将铁屑均匀地撒在玻璃板上，再将玻璃板放置在条形磁体上方，然后轻轻敲打玻璃板，观察铁屑的分布。实验中，铁屑在磁场中被磁化，一个铁屑相当于一个小磁针，它们在磁场作用下形成了不同的分布图，这些铁屑的分布图显示了磁体周围的
磁场分布状况。
知2－讲
思想方法
类比法理解磁场：
为了帮助我们建立磁场的概念，我们可以按照如下顺序进行三个实验。
实验一：直接用手去碰触小磁针，小磁针转动，这是手给小磁针力的作用。
实验二：用嘴去吹小磁针，小磁针转动，这时，嘴和小磁针没有接触，这是因为气流起到了一个媒介的作用，气流给小磁针一个力的作用。
实验三：将条形磁体靠近小磁针，我们发现小磁针再次动了起来，此时，条形磁体和小磁针仍没有接触，因此，我们断定，在小磁针和条形磁体之间必定存在某种媒介，这就是磁场。
知2－讲
例2
[中考·烟台] 小红梳理反思了“磁场和磁感线”相关知识，她归纳整理如下，其中正确的有( )
①磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在
②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
③磁感线是由铁屑组成的
④地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到地球北极附近
A. ①④ B. ②③ C. ①② D. ②④
A
知2－讲
思路导引：磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在，这是典型的转换法，故①正确；磁感线不是真实存在的，是为了研究方便而假想的一些有方向的曲线，故②错误；磁感线不是真实存在的，磁感线是由铁屑组成的说法错误，故③错误；地球是一个巨大的磁体，地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，故地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到地球北极附近，故④正确。
知2－讲
②理顺磁场和磁感线的关系
知2－讲
考点点睛
磁场是存在于磁体的周围的、能够传递磁极间相互作用的物质，它是客观存在的；而磁感线是为了描述磁场的分布和特征而人为引入的一些曲线，是通过建立模型的方法让学生更加直观地理解磁场。虽然作图过程中能看得见，但磁感线因为是“人为引入”的，所以磁感线是不存在的。
1. 关于磁场和磁感线，下列说法中错误的是( )
A. 磁极间的相互作用是通过磁场发生的
B. 磁感线是人们假想的曲线，实际并不存在
C. 在磁场中某一点，小磁针的指向就是该点的磁场方向
D. 磁场中的磁感线一定不相交
知2－练
C
知3－讲
知识点
描述磁场——磁感线
3
图示 磁感线的引出过程
在条形磁体周围的不同位置，小磁针静止时，北极指示的方向不同。说明不同位置的磁场方向不同
为了形象地描述磁场，可以在磁体周围放许多小磁针，如图。这些小磁针在磁场的作用下有规律地排列起来，某点的小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向
知3－讲
在条形磁体上面放一块有机玻璃，在玻璃上均匀地撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃，可以看到铁屑有规律地排列起来
知3－讲
1. 磁感线：为了形象直观地描述磁场，人们用带箭头的曲线来描述磁场的某些特征和性质，物理学中称之为磁感线。
思想方法
模型法借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型,间接地研究客体原型的性质和规律。通俗地说即是通过引入模型(能方便我们解释那些难以直接观察到的事物的内部构造,事物的变化以及事物之间的关系的符号、公式、表格、实物等)将物理问题实际化。例如：研究磁场时引入了磁感线来描述磁场，用光线表示光的传播路径和方向，用力的示意图来表示力的三要素等。
知3－讲
2. 磁感线的性质
(1)磁体外部的磁感线是从磁体的N 极出来，回到磁体的S 极。
(2)磁感线上的箭头方向是由N 极指向S 极。磁感线上任何一点的切线方向，也是放在该点小磁针静止时N 极的指向，就是该点的磁场方向。
(3)磁感线分布越密的地方，其磁场越强；磁感线分布越疏的地方，其磁场越弱。
(4)磁感线分布是立体的，不是平面的。
(5)磁感线不能相交。
若相交，则在交点处就会有两个切线方向，即两个磁场方向。而小磁针在该交点静止时N 极的指向只有一个。
知3－讲
解释说明
磁场与磁感线
为了帮助人们想象磁场在空间的分布情况，科学家借助磁感线来形象地描述磁场，磁感线是假想的物理模型，实际上是不存在的；而磁场是客观真实存在的物质。
知3－讲
3. 不同磁体的磁感线分布
知3－讲
［中考 郴州］a、b 两个磁极间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是( )
A.a 端磁极是S 极，b 端磁极是N 极
B.P 点没有磁场
C. 磁感线是真实存在的
D.Q 点的磁场方向水平向右
例 3
D
知3－讲
思路导引：在磁体外部，磁感线从磁体的N 极出来回到S 极，所以a 端为N 极，b 端为S 极，故A 错误；磁体的周围存在磁场，P 点有磁场，故B 错误；为了形象地表示磁场，物理学中引入了磁感线，但磁感线不是真实存在的，故C 错误；由图可知，Q 点的磁场方向水平向右，故D 正确。
知3－讲
③“知一推二”巧解磁感线相关题目
在考查磁场和磁感线相关的问题中，一般都是知道三个条件［磁体的磁极、磁场的方向和小磁针静止时N极(或S极)指向］中的任意一个，根据磁场的性质判断其余两个。例如，若已知磁体的N极和S极，我们可以根据“磁体外部磁感线总是从磁体的N极出发，回到磁体的S极”判断出磁场的方向，再根据“小磁针在磁场中静止时N极的指向就是该点的磁场方向或S极的指向就是该点磁场的反方向”判断小磁针的N极和S 极。
知4－讲
知识点
地磁场
4
1. 地磁两极和地理两极的关系：地磁的北极在地理的南极附近；地磁的南极在地理的北极附近。
引以自豪
磁偏角的发现：
我国宋代学者沈括(1031~1095)在世界上最早经实验证明了磁针“能 指南，然常微偏东”，即地磁的南北极与地理的南北极并不完全重合，存在磁偏角。沈括是历史上第一个从理论高度来研究磁偏现象的人。比西方早了四百多年。
知4－讲
2. 地磁场的作用
(1)定向：行军、航海、海龟洄游、信鸽飞翔等，都需要用地磁场来定向。
(2)保护伞：地磁场被称为地球生命的“保护伞”。因为，假如没有地磁场，来自宇宙空间的高速带电粒子流将直射地球，威胁生命安全。另外，在高能粒子的轰击下，地球周围的大气成分也可能发生改变，使得生命无法生存。所以，地磁场这顶“保护伞”对我们来说至关重要。
知4－讲
[中考·泰安] 如图是我国早期的指南针——司南，它是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上制成的。东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。“柢”指的是司南长柄，下列说法中正确的是( )
①司南指南北是由于它受到地磁场的作用
②司南长柄指的是地磁场的北极
③地磁场的南极在地球地理的南极附近
④司南长柄一端是磁石的北极
A. 只有①②正确 B. 只有①④正确
C. 只有②③正确 D. 只有③④正确
A
例4
知4－讲
思路导引：地磁的南、北极分别在地理的北、南极附近；司南实质是一个小磁体，受到地磁场的作用，长柄指向的南方，是地理的南极(地磁的北极附近)，所以司南长柄一端是磁石的南极。
知4－讲
④明确地磁两极和地理两极的位置关系
如图所示：
(1)地磁的北极在地理的南极附近；地磁的南极在地理的北极附近；
(2)地磁的两极和地理的两极不重合，有夹角，即磁偏角。
[中考·长沙] 指南针是我国古代的四大发明之一。
有关指南针和地磁场的说法正确的是( )
A. 指南针静止时指示南北方向，是因为指南针受到地磁场的作用
B. 指南针静止时南极指向地理北极
C. 如果地磁场消失，指南针还能指示南北方向
D. 信鸽是靠绑在身上的小磁铁来实现导航的
知4－练
A
从永磁体谈起
磁体
磁性
磁极
磁化
从永磁体谈起
磁现象与电现象的对比：
磁现象 电现象
磁体能吸引铁、钴、镍等物质 带电体能吸引轻小物体
磁极有两种：北(N)极和南(S)极 电荷有两种：正电荷和负电荷
同名磁极相互排斥，
异名磁极相互吸引 同种电荷相互排斥，
异种电荷相互吸引
磁极不接触也能相互作用 电荷不接触也能相互作用
用磁体摩擦可使磁性材料磁化 摩擦可使物体带电
从永磁体谈起
磁场
概念
基本性质
描述
地磁场
概念
分布规律
从永磁体谈起
1. 磁场真实存在，但磁感线并不真实存在，而是人们
为了表示空间磁场的分布而构建的模型。这种研究
方法叫模型法。
2. 磁场看不见、摸不着，但我们可以通过磁场对放入
其中的小磁针有力的作用来认识它。这种研究方法
叫转换法。

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